乙烯裂解工藝設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-07 12:30本頁(yè)面
【正文】 ，還有少量的氫。通常把這種炭稱為焦，焦結(jié)聚于管壁的過(guò)程稱為結(jié)焦。結(jié)焦過(guò)程使裂解爐和急冷鍋爐的管壁形成焦層，焦層的形成不僅影響傳熱效果，其熱阻還使?fàn)t管管壁的溫度不斷上升影響爐管壽命；焦層的形成也增加了爐管的阻力降，影響裂解反應(yīng)的正常進(jìn)行。因此，必須對(duì)裂解爐和急冷鍋爐定期進(jìn)行清焦。急冷鍋爐爐管的焦垢，在裂解爐清焦時(shí)，可被部分清除。其清焦的程度取決于急冷鍋爐的結(jié)構(gòu)和裂解爐的清焦方法。當(dāng)裂解爐采用蒸汽清焦或低空氣量的蒸汽—空氣清焦方法，而急冷鍋爐是采用Borsig型或SHG型等非在線清焦急冷鍋爐時(shí)，在裂解爐清焦期間急冷鍋爐爐管的焦垢清理效果甚微。此時(shí)，一般須在裂解爐1～2次清焦周期內(nèi)對(duì)急冷鍋爐進(jìn)行水力清焦或機(jī)械清焦。采用三菱等在線清焦急冷鍋爐時(shí)，可以在裂解爐3個(gè)清焦周期以上進(jìn)行急冷鍋爐水力清焦或機(jī)械清焦。目前，多采用大空氣量的空氣燒焦法，除改善了裂解爐輻射管的清焦效果外，急冷鍋爐焦垢也可同時(shí)在線清焦，這樣，可將急冷鍋爐的水力清焦或機(jī)械清焦的周期延長(zhǎng)到半年以上。 降低乙烯生產(chǎn)的能耗是提高乙烯競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。乙烯生產(chǎn)能量的80％消耗于裂解爐的燃料。因此，裂解爐系統(tǒng)的節(jié)能尤為重要。下面介紹幾種節(jié)能措施。對(duì)相同裂解原料而言，在相同工藝設(shè)計(jì)的裝置中，乙烯收率提高10％，則乙烯生產(chǎn)能耗相應(yīng)降低約10％。因此，改善裂解選擇性，提高乙烯收率是決定乙烯能耗最基本的因素。在相同工藝技術(shù)水平的前提下，乙烯收率主要取決于乙烯原料的性質(zhì)。因此，裂解原料的選擇，在很大程度上決定乙烯生產(chǎn)的能耗。就裂解爐設(shè)計(jì)而言，通過(guò)采用高溫、短停留時(shí)間和低烴分壓來(lái)提高乙烯收率，經(jīng)過(guò)幾十年的不斷改進(jìn)，目前已達(dá)較高的水平。近年設(shè)計(jì)的裂解爐，相同裂解原料的乙烯收率比70年代提高了15％～20％。裂解操作條件的改善，不僅大大降低了原料的消耗，也使乙烯生產(chǎn)能耗明顯下降。在相同工藝條件下，裂解爐熱效率由86％～87％提高至93％～94％，生產(chǎn)1噸乙烯的燃料消耗可降低10％左右。 魯姆斯公司的SRT型裂解爐(短停留時(shí)間裂解爐)為單排雙輻射立管式裂解爐，已從早期的SRTII型發(fā)展為近期的SRTVI型。SRT型裂解爐的對(duì)流段設(shè)置在輻射室上部的一側(cè)，對(duì)流段頂部設(shè)置煙道和引風(fēng)機(jī)。對(duì)流段內(nèi)設(shè)置進(jìn)料、稀釋蒸汽和鍋爐給水的預(yù)熱。從SRT。VI型爐開(kāi)始，對(duì)流段還設(shè)置高壓蒸汽過(guò)熱，由此取消了高壓蒸汽過(guò)熱爐。在對(duì)流段預(yù)熱原料和稀釋蒸汽過(guò)程中，一般采用一次注入蒸汽的方式，當(dāng)裂解重質(zhì)原料時(shí)，也采用二次注汽。早期SRT型裂解爐多采用側(cè)壁無(wú)焰燒嘴燒燃料氣，為適應(yīng)裂解爐燒油的需要，目前多采用側(cè)壁燒嘴和底部燒嘴聯(lián)合的燒嘴布置方案。底部燒嘴最大供熱量可占總熱負(fù)荷的70％。％。SRTII型爐開(kāi)始，輻射管為分支變徑管結(jié)構(gòu)。分支變徑管是在人口段采用多根并聯(lián)小口徑爐管，出口段則采用大口徑爐管，沿管長(zhǎng)流通截面大體保持不變。一般對(duì)急冷鍋爐的要求是：結(jié)焦少，能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；可回收高壓蒸汽，熱效率高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械問(wèn)題少，穩(wěn)定性好；投資低。目前世界上采用的急冷鋪爐型式很多，主要有四種型式。(Schmidt)急冷鍋爐斯密特急冷鍋爐是一個(gè)雙套管換熱器，又稱SHG型廢熱鍋爐。它的特點(diǎn)是以橢圓型直排集流管代替管板，避免了高溫條件下使用厚管板和厚壁容器的問(wèn)題。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，制造方便，生產(chǎn)成本低，應(yīng)用最廣泛。由于SHG型廢熱鍋爐屬于剛性結(jié)構(gòu)，不能承受過(guò)大的溫差應(yīng)力，因此，不能在停止供給鍋爐給水的情況下燒焦。SHG型廢熱鍋爐除廣泛用于一級(jí)急冷鍋爐外，也常用于第二級(jí)急冷鍋爐。 Borsig型(薄管板型)急冷鍋爐Borsjg型急冷鍋爐的結(jié)構(gòu)與一般管式換熱器相似，由管板、殼體、換熱管、薄管板等組成。其特點(diǎn)是高溫裂解氣進(jìn)口處的管板被設(shè)計(jì)成薄而斷面系數(shù)較大的柵板，管板厚度只有15～20毫米。薄管板結(jié)構(gòu)避免了厚管板在高溫高壓下容易造成管子和管板接合處損壞的問(wèn)題，但制造難度較大。裂解氣出口處仍采用一般厚管板，殼體須承受高壓。因此，制造成本較高。 M—TLX型(三菱型)急冷鍋爐M—TLX型急冷鍋爐是在雙套管的基礎(chǔ)上，由三菱重工和三菱油化聯(lián)合開(kāi)發(fā)的。它是一個(gè)立式管殼式換熱器，由殼體、汽包螺旋狀冷卻管、雙套管和氣體進(jìn)出口通道所組成。由于冷卻高溫裂解氣的內(nèi)管是通過(guò)套管穿入和穿出高壓汽包筒體，避免了高溫裂解氣冷卻管與厚壁簡(jiǎn)體連接容易因過(guò)熱而損壞的問(wèn)題。同時(shí)，由于內(nèi)管在汽包筒內(nèi)呈螺旋形排列，所以能吸收相當(dāng)大的溫差應(yīng)力，這就能在裂解爐燒焦的同時(shí)進(jìn)行急冷鍋爐的燒焦。 USX型急冷鍋爐這是S．W公司針對(duì)USC裂解爐的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)的兩段急冷鍋爐，第一段為一立式雙套管急冷器(稱USX)，第二段為一臥式列管換熱器(稱為TLX)。采用兩級(jí)急冷鍋爐是為解決輻射管的短停留時(shí)間與裂解氣在急冷鍋爐入口處停留時(shí)間長(zhǎng)的矛盾。采用兩級(jí)急冷鍋爐的出發(fā)點(diǎn)是用一臺(tái)單管急冷鍋爐與輻射管出口直接聯(lián)結(jié)，盡可能縮短連接長(zhǎng)度，同時(shí)避開(kāi)管殼式換熱器入口封頭處由于氣流的反混而造成的停留時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。這樣大大縮短了裂解氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間減少了二次反應(yīng)，改善了裂解選擇性。一般認(rèn)為，裂解氣冷卻至600～650℃時(shí)，裂解氣的二次反應(yīng)可忽略不計(jì)。因此，一般用一級(jí)急冷鍋爐將裂解氣冷卻至600～650℃左右再送入第二級(jí)急冷鍋爐冷卻至要求的溫
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